JP2822249B2 - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
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- JP2822249B2 JP2822249B2 JP2004877A JP487790A JP2822249B2 JP 2822249 B2 JP2822249 B2 JP 2822249B2 JP 2004877 A JP2004877 A JP 2004877A JP 487790 A JP487790 A JP 487790A JP 2822249 B2 JP2822249 B2 JP 2822249B2
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- Japan
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- ion
- generation chamber
- electron
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- source gas
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、イオン源に関する。
（従来の技術） 一般に、所定のイオンを被処理物に作用させて処理を
行うイオン処理装置、例えば半導体ウエハ等に不純物と
してのイオンを注入するイオン注入装置等には、所定の
原料ガス（あるいは固定原料）から所望のイオンを生成
するためのイオン源が設けられている。
行うイオン処理装置、例えば半導体ウエハ等に不純物と
してのイオンを注入するイオン注入装置等には、所定の
原料ガス（あるいは固定原料）から所望のイオンを生成
するためのイオン源が設けられている。
このようなイオン源としては、従来から円筒状のチャ
ンバを貫通する如く棒状のフィラメントを設けたいわゆ
るフリーマン型のイオン源が知られている。
ンバを貫通する如く棒状のフィラメントを設けたいわゆ
るフリーマン型のイオン源が知られている。
また、原料ガスに電子を照射してイオンを発生させる
イオン源として電子ビーム励起イオン源がある。
イオン源として電子ビーム励起イオン源がある。
すなわち、この電子ビーム励起イオン源では、所定の
放電ガス雰囲気としたフィラメントの部位で放電により
プラズマを生じさせる。そして、このプラズマ中の電子
を、順次正電位に設定される複数段の電極によって加速
し、所定の原料ガスに照射して該原料ガスからイオンを
生成する。
放電ガス雰囲気としたフィラメントの部位で放電により
プラズマを生じさせる。そして、このプラズマ中の電子
を、順次正電位に設定される複数段の電極によって加速
し、所定の原料ガスに照射して該原料ガスからイオンを
生成する。
このようなイオン源は、低いイオンエネルギーで高い
イオン電流密度を得ることができるという特徴を有す
る。
イオン電流密度を得ることができるという特徴を有す
る。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したようなイオン源においては、
電子を電場によって加速するため、例えば百数十ボルト
程度の電位差を必要とする。このため例えば作業員が誤
って接触した場合等、外部との放電が生じる危険性があ
り、電気的な安全性を向上させることが望まれている。
電子を電場によって加速するため、例えば百数十ボルト
程度の電位差を必要とする。このため例えば作業員が誤
って接触した場合等、外部との放電が生じる危険性があ
り、電気的な安全性を向上させることが望まれている。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもの
で、外部との放電が生じる可能性を低減して電気的な安
全性の向上を図ることのできるイオン源を提供しようと
するものである。
で、外部との放電が生じる可能性を低減して電気的な安
全性の向上を図ることのできるイオン源を提供しようと
するものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち、請求項１の発明は、プラズマ電子を加速
し、所定の原料ガスに照射して該原料ガスからイオンを
生成するイオン源において、 導電性材料から容器状に構成され、放電用ガス導入口
および電子引き出し孔が設けられるとともに、内部に通
電加熱されるフィラメントが設けられた電子発生室と、 前記電子引き出し孔から引き出した電子を導入可能に
構成されたイオン生成室であって、導電性材料から容器
状に構成され、前記電子引き出し孔と直交する方向に、
前記原料ガスを導入する原料ガス導入口及び該原料ガス
導入口と対向する如くイオン引き出し用スリットが設け
られたイオン生成室と、 前記電子発生室と、前記イオン生成室との間に設けら
れ、前記電子引き出し孔から電子を引き出し加速する多
孔電極とを具備し、 前記電子発生室と、前記多孔電極と、前記イオン生成
室とが、この順で前記フィラメントに対して順次負電位
から正電位となり、かつ、前記多孔電極が接地電位とな
るよう電圧が印加される如く構成されたことを特徴とす
る。
し、所定の原料ガスに照射して該原料ガスからイオンを
生成するイオン源において、 導電性材料から容器状に構成され、放電用ガス導入口
および電子引き出し孔が設けられるとともに、内部に通
電加熱されるフィラメントが設けられた電子発生室と、 前記電子引き出し孔から引き出した電子を導入可能に
構成されたイオン生成室であって、導電性材料から容器
状に構成され、前記電子引き出し孔と直交する方向に、
前記原料ガスを導入する原料ガス導入口及び該原料ガス
導入口と対向する如くイオン引き出し用スリットが設け
られたイオン生成室と、 前記電子発生室と、前記イオン生成室との間に設けら
れ、前記電子引き出し孔から電子を引き出し加速する多
孔電極とを具備し、 前記電子発生室と、前記多孔電極と、前記イオン生成
室とが、この順で前記フィラメントに対して順次負電位
から正電位となり、かつ、前記多孔電極が接地電位とな
るよう電圧が印加される如く構成されたことを特徴とす
る。
また、請求項２の発明は、請求項１記載のイオン源に
おいて、 前記電子発生室が、前記フィラメントと前記多孔電極
との間に放電電源を印加する放電電源に、抵抗を介して
接続されていることを特徴とする。
おいて、 前記電子発生室が、前記フィラメントと前記多孔電極
との間に放電電源を印加する放電電源に、抵抗を介して
接続されていることを特徴とする。
（作用） 上記構成の本発明のイオン源では、プラズマ中の電子
を加速して所定の原料ガスに照射する加速電極のうち、
中間電位となる電極が、接地電位に設定されている。
を加速して所定の原料ガスに照射する加速電極のうち、
中間電位となる電極が、接地電位に設定されている。
したがって、上記各電極の電位を接地電位近傍の電位
に設定することが可能となり、外部との放電の生じる可
能性を低減して電気的な安全性の向上を図ることができ
る。
に設定することが可能となり、外部との放電の生じる可
能性を低減して電気的な安全性の向上を図ることができ
る。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図に示すように、イオン源１の上部には、各辺の
長さが例えば数センチ程度の矩形容器状に形成された電
子発生室２が設けられている。この電子発生室２は、導
電性高融点材料例えばモブリデンから構成されており、
その一側面に設けられた開口を閉塞する如く、絶縁板３
が設けられている。そして、この絶縁板３に、導電性高
融点材料例えばタングステンからなるＵ字状のフィラメ
ント４がその両端を支持されて、電子発生室２内に突出
する如く設けられている。
長さが例えば数センチ程度の矩形容器状に形成された電
子発生室２が設けられている。この電子発生室２は、導
電性高融点材料例えばモブリデンから構成されており、
その一側面に設けられた開口を閉塞する如く、絶縁板３
が設けられている。そして、この絶縁板３に、導電性高
融点材料例えばタングステンからなるＵ字状のフィラメ
ント４がその両端を支持されて、電子発生室２内に突出
する如く設けられている。
また、この電子発生室２の上部には、放電用ガス、例
えばアルゴン（Ar）ガスを導入するための放電用ガス導
入口５が設けられている。一方、電子発生室２の下部に
は、電子発生室２内で発生させたプラズマ中から電子を
引き出すための円孔６が設けられている。
えばアルゴン（Ar）ガスを導入するための放電用ガス導
入口５が設けられている。一方、電子発生室２の下部に
は、電子発生室２内で発生させたプラズマ中から電子を
引き出すための円孔６が設けられている。
さらに、上記電子発生室２の下部には、円孔６に連続
して隘路７を形成する如く板状の絶縁性部材８が設けら
れており、この絶縁性部材８の下部には、複数の透孔９
を有する多孔電極10が設けられている。
して隘路７を形成する如く板状の絶縁性部材８が設けら
れており、この絶縁性部材８の下部には、複数の透孔９
を有する多孔電極10が設けられている。
上記多孔電極10の下部には、絶縁性部材11を介してイ
オン生成室12が接続されている。このイオン生成室12
は、導電性高融点材料、例えばモリブデンから容器状に
形成されており、その内部は、直径および高さが共に数
センチ程度の円筒形状とされている。そして、イオン生
成室12内には、内側金属面をプラズマから保護するため
の材質例えばセラミックス等からなるインナー筒13が設
けられている。また、イオン生成室12の底部には、絶縁
性部材14を介して底板15が固定されている。
オン生成室12が接続されている。このイオン生成室12
は、導電性高融点材料、例えばモリブデンから容器状に
形成されており、その内部は、直径および高さが共に数
センチ程度の円筒形状とされている。そして、イオン生
成室12内には、内側金属面をプラズマから保護するため
の材質例えばセラミックス等からなるインナー筒13が設
けられている。また、イオン生成室12の底部には、絶縁
性部材14を介して底板15が固定されている。
さらに、イオン生成室12の側面には、所望のイオンを
生成するための原料ガス例えばBF3等をこのイオン生成
室12内に導入するための原料ガス導入口16が設けられて
おり、この原料ガス導入口16に対向する位置にイオン引
き出し用スリット開口17が設けられている。
生成するための原料ガス例えばBF3等をこのイオン生成
室12内に導入するための原料ガス導入口16が設けられて
おり、この原料ガス導入口16に対向する位置にイオン引
き出し用スリット開口17が設けられている。
また、フィラメント４には、フィラメント電源Vfが接
続されており、フィラメント４を通電加熱可能に構成さ
れている。また、電子発生室２、多孔電極10、イオン生
成室12は、フィラメント４に対する複数段のアノード電
極とされており、この順で負電位から順次正電位となる
よう設定され、電子を加速する如く構成されている。
続されており、フィラメント４を通電加熱可能に構成さ
れている。また、電子発生室２、多孔電極10、イオン生
成室12は、フィラメント４に対する複数段のアノード電
極とされており、この順で負電位から順次正電位となる
よう設定され、電子を加速する如く構成されている。
すなわち、電子発生室２には抵抗Ｒを介して放電電源
Vdが接続され、多孔電極10には直接放電電源Vdが接続さ
れており、多孔電極10は、接地電位に設定される。ま
た、多孔電極10とイオン生成室12との間には、放電電源
Vdと直列に配列される如く加速電源Vaが接続されてい
る。
Vdが接続され、多孔電極10には直接放電電源Vdが接続さ
れており、多孔電極10は、接地電位に設定される。ま
た、多孔電極10とイオン生成室12との間には、放電電源
Vdと直列に配列される如く加速電源Vaが接続されてい
る。
なお、上記放電電源Vdは例えば50ボルト程度、加速電
源Vaは、例えば100ボルト程度に設定される。この場
合、多孔電極（接地電位）に対して、フィラメント４は
例えば−50ボルト、イオン生成室12は例えば＋100ボル
トに設定される。
源Vaは、例えば100ボルト程度に設定される。この場
合、多孔電極（接地電位）に対して、フィラメント４は
例えば−50ボルト、イオン生成室12は例えば＋100ボル
トに設定される。
上記構成のイオン源では次のようにして所望のイオン
を生成する。
を生成する。
すなわち、図示しない磁場生成手段により、図示矢印
Bzの如く電子引き出し方向に対して電子をガイドするた
めの磁場を印加するとともに、フィラメント電源Vf、放
電電源Vd、加速電源Vaによって各部に上述した所定の電
圧を印加する。
Bzの如く電子引き出し方向に対して電子をガイドするた
めの磁場を印加するとともに、フィラメント電源Vf、放
電電源Vd、加速電源Vaによって各部に上述した所定の電
圧を印加する。
そして、放電用ガス導入口５から電子発生室２内に、
放電用ガス例えばアルゴンガスを所定流量例えば0.05SC
CM以上で導入し、放電を生じさせ、プラズマを発生させ
る。すると、このプラズマ中の電子は、電場により加速
され、円孔６、隘路７、多孔電極10の透孔９を通過して
イオン生成室12内に引き出される。
放電用ガス例えばアルゴンガスを所定流量例えば0.05SC
CM以上で導入し、放電を生じさせ、プラズマを発生させ
る。すると、このプラズマ中の電子は、電場により加速
され、円孔６、隘路７、多孔電極10の透孔９を通過して
イオン生成室12内に引き出される。
一方、イオン生成室12内には、原料ガス導入口16から
予め所定の原料ガスを所定流量例えば0.15SCCM以上で導
入し、所定の原料ガス雰囲気としておく。したがって、
イオン生成室12内に流入した電子は、原料ガス分子と衝
突し、濃いプラズマを発生させる。
予め所定の原料ガスを所定流量例えば0.15SCCM以上で導
入し、所定の原料ガス雰囲気としておく。したがって、
イオン生成室12内に流入した電子は、原料ガス分子と衝
突し、濃いプラズマを発生させる。
そして、図示しないイオン引き出し電極によってこの
イオンをイオン生成室12内から引き出し、例えば半導体
ウエハへのイオン注入等の処理に利用する。
イオンをイオン生成室12内から引き出し、例えば半導体
ウエハへのイオン注入等の処理に利用する。
すなわち、この実施例のイオン源では、電子を加速し
て所定の原料ガスに照射するための複数段の電極、つま
り電子発生室２、多孔電極10、イオン生成室12のうち、
ほぼ中間電位となる多孔電極10が、接地電位に設定され
ている。
て所定の原料ガスに照射するための複数段の電極、つま
り電子発生室２、多孔電極10、イオン生成室12のうち、
ほぼ中間電位となる多孔電極10が、接地電位に設定され
ている。
したがって、例えばフィラメント４を接地電位に設定
した場合や、イオン生成室12を接地電位に設定した場合
等に較べて、上記各電極の電位を接地電位近傍の電位に
設定することができ、外部との放電の生じる可能性を低
減して、電気的な安全性の向上を図ることができる。
した場合や、イオン生成室12を接地電位に設定した場合
等に較べて、上記各電極の電位を接地電位近傍の電位に
設定することができ、外部との放電の生じる可能性を低
減して、電気的な安全性の向上を図ることができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のイオン源によれば、外
部との放電が生じる可能性を低減して電気的な安全性の
向上を図ることができる。
部との放電が生じる可能性を低減して電気的な安全性の
向上を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例のイオン源の構成を示す図で
ある。 １…イオン源、２…電子発生室、３…絶縁板、４…フィ
ラメント、５…放電用ガス導入口、６…円孔、７…隘
路、８…絶縁性部材、９…透孔、10…多孔電極、11…絶
縁性部材、12…イオン生成室、13…インナー筒、14…絶
縁性部材、15…底板、16…原料ガス導入口、17…イオン
引き出し用スリット開口。
ある。 １…イオン源、２…電子発生室、３…絶縁板、４…フィ
ラメント、５…放電用ガス導入口、６…円孔、７…隘
路、８…絶縁性部材、９…透孔、10…多孔電極、11…絶
縁性部材、12…イオン生成室、13…インナー筒、14…絶
縁性部材、15…底板、16…原料ガス導入口、17…イオン
引き出し用スリット開口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高山 直樹 東京都新宿区西新宿１丁目26番２号 東 京エレクトロン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−290629（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−221540（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 27/00 - 27/26 H01J 37/08
Claims (2)
- 【請求項１】プラズマ電子を加速し、所定の原料ガスに
照射して該原料ガスからイオンを生成するイオン源にお
いて、 導電性材料から容器状に構成され、放電用ガス導入口お
よび電子引き出し孔が設けられるとともに、内部に通電
加熱されるフィラメントが設けられた電子発生室と、 前記電子引き出し孔から引き出した電子を導入可能に構
成されたイオン生成室であって、導電性材料から容器状
に構成され、前記電子引き出し孔と直交する方向に、前
記原料ガスを導入する原料ガス導入口及び該原料ガス導
入口と対向する如くイオン引き出し用スリットが設けら
れたイオン生成室と、 前記電子発生室と、前記イオン生成室との間に設けら
れ、前記電子引き出し孔から電子を引き出し加速する多
孔電極とを具備し、 前記電子発生室と、前記多孔電極と、前記イオン生成室
とが、この順で前記フィラメントに対して順次負電位か
ら正電位となり、かつ、前記多孔電極が接地電位となる
よう電圧が印加される如く構成されたことを特徴とする
イオン源。 - 【請求項２】請求項１記載のイオン源において、 前記電子発生室が、前記フィラメントと前記多孔電極と
の間に放電電源を印加する放電電源に、抵抗を介して接
続されていることを特徴とするイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004877A JP2822249B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004877A JP2822249B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210742A JPH03210742A (ja) | 1991-09-13 |
| JP2822249B2 true JP2822249B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=11595900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004877A Expired - Lifetime JP2822249B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2822249B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8410704B1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-04-02 | Agilent Technologies, Inc. | Ionization device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61290629A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-20 | Rikagaku Kenkyusho | 電子ビ−ム励起イオン源 |
| JP2605031B2 (ja) * | 1987-03-09 | 1997-04-30 | 東京エレクトロン 株式会社 | 電子ビーム励起イオン源 |
-
1990
- 1990-01-11 JP JP2004877A patent/JP2822249B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03210742A (ja) | 1991-09-13 |
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Legal Events
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